机械毕业设计论文-筒形件的冲压工艺及模具设计

机械毕业设计论文-筒形件的冲压工艺及模具设计内容摘要：

钢 τ 的值查《冲压成型工艺与模具设计》 附表 2， 10 钢的抗剪 强度 τ 为 220～340 MPa,在此取 τ =300 Mpa,由于在选择吨位设备时，考虑刃口磨损和材料厚度计力学性能波动等因素，实际冲裁力可能增大，所以 F 落 = = 116 300 1=142 053 N F 冲 = = 15 300 1=18 369 N 卸料力 查《冷冲压模具设计与制造》公式计算卸料力： F 卸 =K 卸 F 落 （ 7） 查《冷冲压模具设计与制造》表 可知， K 卸 =，则 F 卸 = 142 053= KN 按式（ ），压力机的公称压力为 F 压 =(F+ F 落 + F 冲 +FQ)= (76 717+142 053+18 369+11 358)N = N故 F 总 = F+ F 落 + F 冲 +FQ =76 717+142 053+18 369+11 358= KN 故压力机的公称压力至少要 大于 350 KN。 5 模具工作部分尺寸的计算 冲裁间隙的计算 冲裁模的凹、凸模刃口部分尺寸之差称为冲裁间隙。 冲裁间隙对冲裁件断面质量、冲裁力、推件力、模具寿命、卸料力、顶件力和冲裁件的尺寸精度都有很大的影响，是一个非常重要的工艺参数。 因此， 在设计模具时，一定要选择合理的间隙，才能保证冲裁件断面质量较好，冲裁力较小，模具寿命较长。 冲裁间隙的合理数值应使冲裁时板料中的上、下两剪面裂纹重合，正好相交于一条连线上。 根据《冷冲压模具设计与 制造》表 ，得知： Zmin= mm， Zmax= mm 落料凸、凹模的尺寸计算 落料件的尺寸取决于凹模的尺寸，因此落料模决定凹模的尺寸，用减小凸模尺寸来保证合理间隙。 刃口的尺寸磨损，导致冲件尺寸的减小，因此要取接近或等于冲件的最大极限尺寸。 在选择模具制造公差时，既要保证冲件的精度要求，又要保证有合理的间隙，一般冲模精度较冲件精度高 23 级。 复合模中落料模的刃口尺寸计算，由 8 于冲件为圆形，形状结构简单，故落料凹模、凸、凹模中的凸模部分采用分开加工，拉深 前的坯料直接取自由公差，可定为 IT14 级精度。 落料凹凸模的制造公差查《冷冲压模具设计与制造》表 ，则： δ p= mm， δ d= mm 校核间隙： δ p +δ d=+= mm， Zmax Zmin == mm 由 δ p +δ d= mm Zmax Zmin = mm,为了保证新冲模的间隙小于最大合理间隙 Zmax， 凸模和凹模的制造公差必须保证 ： δ p +δ d≤ Zmax Zmin 但是相差不大，此时可做如下调整： 取 δ p=（ Zmax Zmin） = = mm δ d=（ Zmax Zmin） = = m 由于凸、凹模是分别加工的，故落料凹模刃口尺寸和落料凸模刃口尺寸计算公式为： Dd=（ DmaxxΔ ） 0+δ d （ 8） Dp=（ DmaxxΔ Zmin） δ p0 （ 9） 式中： Dmax – 落料工件的最大极限尺寸； x磨损系数； Δ 工件的制造公差； 取 Δ =5δ p=5 = mm，查《冷冲压模具设计与制造》表 ，可得磨损系数 x= 故 Dd=（ ） 0+=+ mm Dp=（ ） = mm 凹模则采用整体凹模，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。 其轮廓尺寸如下： 凹模厚度尺寸的计算： H=Kb1 （ 10） 式中： b1垂直于送料方向凹模型孔壁间的最大距离； K由 b1和材料厚度 t决定的凹模厚度系数； 查《冷冲压模具设计与制造》表 ,可得 K=，则 H= 116= mm 9 凹模壁厚 C== = mm 垂直于送料方向的凹模宽度 B= b1+3H=116+3 = mm 送料方向的凹模长度 A=B= mm 冲孔凹、凸模的尺寸计算 冲孔凸、凹模的制造公差根据《冷冲压模具设计与制造》表 可 得 δ p= mm， δ d= mm 校核间隙： δ p +δ d=+= mm， Zmax Zmin == mm 由 δ p +δ d= mm Zmax Zmin = mm,为了保证新冲模的间隙小于最大合理间隙 Zmax，凸模和凹模的制造公差必须保证： δ p +δ d≤ Zmax Zmin 但是相差不大，此时可做如下调整： 取 δ p=（ Zmax Zmin） = = mm δ d=（ Zmax Zmin） = = mm 由于凸、凹模是分别加工的，故 冲孔 凹模刃口尺寸和落料凸模刃口尺寸计算公式为： dd=（ dmin+xΔ +Zmin） 0+δ d （ 11） dp=（ dmin+xΔ ） δ p0 （ 12） 式 中： dmin – 冲孔工件的最小极限尺寸； x磨损系数； Δ 工件的制造公差。 取 Δ =5δ p=5 = mm，查《冷冲压模具设计与制造》表 ，可得磨损系数 x=。 故 dd=（ + +） 0+=+ mm dp=（ + ） = mm 拉深凸、凹模的尺寸计算 拉深模的间距 由 《冷冲压模具设计与制造》 表 查得拉深 模 的单边间隙为 Z/2== 1= mm。 则拉深模的双边间隙值 Z= mm。 拉深模的圆角半径 10 凹模 圆角半径 rd对拉深件工件的影响很大。 当 圆角半径 rd 过小时，则毛坯被拉入凹模的阻力就越大，拉深力就增大，容易使工件产生划痕、变薄甚至拉裂，从而降低模具的使用寿命；当圆角半径 rd过大时，则会使压边圈下的毛坯悬空，从而使有效压边面积减小，易使工件起皱。 在不产生起皱的前提下 ，凹模圆角半径 rd则是越大越好。 因此， 凹模的圆角半径 rd按 《冷冲压模具设计与制造》表 选取， rd=8t=8 mm。 凸模的圆角半径 rp对拉深工作同样有很大的影响。 当 凸模的圆角半径 rp过小时， 则工件弯曲变形大，危险断面容易拉断；当凸模的圆角半径 rp过大时，则毛坯底部的承压面积减小，悬空部分加大，容易产生底部的局部变薄和内皱。 因此，按《冷冲压模具设计与制造》表 选取， 凸模的圆角半径 rp等于工件的内圆角半径，即 rp=r=8 mm。 凹、凸模工作部分的尺寸和公差 由于工件要求内形尺寸，故 以凸模为设计基准按表（ ），求得凸模尺寸 dp=（ dmin+ ） δ p 0 （ 13） 将模具公差按 IT10 级选取 ， 则 δ p=。 将 dmin=73mm,Δ =, δ p= 代入上式，则凸模尺寸为 dp=（ 73+ ） = mm。 间隙取在凹模上，则凹模的尺寸按表（ ）计算，即 dp=（ dmin+ +Z） 0+δ d （ 14） 查表 可得， δ d= mm,将 dmin=73 mm,Δ = mm, δ d=， Z= mm代入上式，则凹模的尺寸为 dp=（ 73+ +） 0+ =+ mm 确定凸模的通气孔 工件在拉深时，由于空气压力的作用或者润滑油的粘性等因素，使工件很容易粘附在凸模上。 为使工件不至于紧贴凸模，设计凸模时，应有通气孔。 对于一般中小型件的拉 深，可直接在凸模上钻出通气孔，孔的大小根据凸模尺寸大小而定， 用表 查得，凸模的通气孔直径为 mm。 拉深模径向尺寸的计算 根据《冷冲压模具设计与制造》表 ，查得拉深凸模和凹模的单边间隙按Z/2=，即得 Z=2 = mm。 查《冷冲压模具设计与制造》表 ，得 δ p= mm， δ d= mm， 从而求得拉深凸模和凹模的刃口尺寸。 凹模径向尺寸： Dd=Dmax 0+δ d =730+ mm （ 15） 11 凸模径向尺寸： Dp=（ DmaxZ） δ p0 = mm （ 16） 综上所述， 各个 模的结构设计图如下： 图 3 落料拉深凸凹模 Blanking deep drawing punchdie 图 4 冲孔凸模 Figuer4 Punching punch 12 图 5 拉深冲孔凸凹模 Deep drawing punchdie 6 设备的初选 设备工作行程需要考虑工件成形个方便取件， 工作 行程 h= 工作 ==78mm。 根据 《冷冲压模具设计与制造》 表 的 压力机型号， 综合考虑，初步确定 为单柱固定台式 J1150压力机。 7 模具 及其他零件的选取和 设计。